魏国多年来一直与北方的野蛮人交战，老山总是不情愿，但他的儿子魔都（胡军）很暴力，打算吞并中原。为了抵御外敌，魏征召壮丁为国效力。考虑到父亲华弧年事已高且身患重病，女儿花木兰（赵薇饰）毅然决定女扮男装，为父从军。在军队中，木兰一直没有暴露，因为她的前玩伴小虎（房祖名饰）是一个幌子。一次偶然的机会，副营长文泰（陈坤饰）发现了木兰的秘密，但看到她的正直和功夫，她隐瞒了自己的身份。后来，文泰与木兰并肩作战，多次击败柔然的军队，立下战功，两人都被任命为将军。然而，文泰发现木兰在战场上非常情绪化，所以他假死并强迫她独立。此时屡战屡败的柔然部落早已心灰意冷，但冒顿单于却一意孤行，不仅剿除异己，甚至杀死父亲，自立门户，誓要荡平中原。独自面对大门的最大对手是木兰率领的魏守军，一场惊心动魄的生死大战开始了...这部电影有俄罗斯歌手维塔斯和韩国歌手李玖哲，片尾曲由斯蒂芬妮和张靓颖演唱。